Resistência, Ruptura e Comportamento do Solo

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<p>DESCRIÇÃO</p><p>O comportamento na ruptura dos solos, a resistência ao cisalhamento e o critério de Mohr-Coulomb.</p><p>PROPÓSITO</p><p>Compreender a ruptura em solos e sua expressão em parâmetros de resistência conforme o Critério de Ruptura de Mohr-Coulomb,</p><p>quantificando a resistência por ensaios de laboratório e de campo e apontando os fatores e as características causadores de</p><p>comportamentos distintos do solo na ruptura.</p><p>PREPARAÇÃO</p><p>Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos uma calculadora científica.</p><p>OBJETIVOS</p><p>MÓDULO 1</p><p>Reconhecer a resistência em solos e sua expressão em termos matemáticos</p><p>MÓDULO 2</p><p>Calcular a resistência ao cisalhamento dos solos por ensaios de laboratório e de campo</p><p>MÓDULO 3</p><p>Identificar o comportamento típico das areias ideais na ruptura</p><p>MÓDULO 4</p><p>Identificar o comportamento típico das argilas ideais e de solos não ideais na ruptura</p><p>RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS</p><p>MÓDULO 1</p><p> Reconhecer a resistência em solos e sua expressão em termos matemáticos</p><p>RESISTÊNCIA E RUPTURA EM SOLOS</p><p>A especialista Mirella Dalvi dos Santos fala sobre resistência e ruptura em solos</p><p>ESTADOS DE TENSÕES</p><p>DEFINE-SE TENSÃO COMO A INTENSIDADE DE FORÇA APLICADA EM UMA UNIDADE</p><p>DE ÁREA EM CORPO.</p><p>Quando essa tensão ocorre ortogonalmente, diz-se que se trata de uma tensão normal (σ) e, quando ocorre cortante, diz-se que</p><p>são tensões cisalhantes (τ).</p><p>Em um corpo sólido, existem três planos mutualmente ortogonais em que as tensões cisalhantes são nulas. Esses planos são</p><p>chamados de planos principais, e as tensões normais que neles atuam são chamadas tensões principais (σ1, σ2 e σ3) e</p><p>identificadas pelo seu valor algébrico: tensão principal maior, tensão principal intermediária e tensão principal menor,</p><p>respectivamente.</p><p>O estado de tensões é a combinação de tensões normais e cisalhantes no qual um corpo ou um elemento desse corpo esteja</p><p>submetido. Assim, em um cubo elementar, o estado de tensões pode ser expresso por:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Estado de tensões em cubo elementar.</p><p>O Princípio das Tensões Efetivas de Terzaghi separa as tensões normais em solos em duas parcelas: uma que atua na água,</p><p>igualmente em todas as direções, chamada poro-pressão (u); e outra que age nos grãos e consiste no “saldo” entre a tensão total e</p><p>a poro-pressão, chamada tensão efetiva (σ’). Esse princípio também preconiza que todas as variações de volume e de resistência</p><p>estão ligadas às tensões efetivas. Sendo assim, para se reconhecer a resistência em solos, é importante conhecer o estado de</p><p>tensões efetivas a que um elemento é submetido.</p><p>A relação entre a tensão efetiva vertical e a horizontal é o coeficiente de empuxo K. Quando as cargas são consequentes de</p><p>processos naturais de deposições, as tensões são chamadas de geostáticas, e K equivale ao empuxo no repouso (K0), que pode ser</p><p>expresso pela fórmula de Jaky:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Tensões geostáticas.</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Sendo o ângulo de atrito interno, que estudaremos mais à frente.</p><p>Para argilas sobreadensadas, o coeficiente de empuxo no repouso pode ser expresso pela equação a seguir, em que RSA (ou OCR</p><p>– overconsolidation ratio) é a razão de sobreadensamento. Nota-se, portanto, que K0 é influenciado pelo processo de formação e</p><p>K0 = = 1 − sen  φ'σ'h</p><p>σ'v</p><p>φ’</p><p>deposição dos solos, além do seu histórico de tensões.</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>As equações a seguir são utilizadas para determinar as tensões normal e cisalhante (σα e τα) em um plano paralelo à direção de σ2</p><p>cuja normal faz um ângulo α com a direção σ1. É desejável conhecer essas tensões, pois sabe-se que essa direção está</p><p>relacionada à ruptura dos solos.</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Estado de tensões em um plano paralelo à direção de σ2.</p><p>Essas tensões podem ser expressas graficamente por meio de um círculo de centro em e raio . Esse círculo</p><p>foi idealizado pelo engenheiro Otto Mohr, em 1882 e, por isso, é chamado Círculo de Mohr:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Círculo de Mohr das Tensões.</p><p>K0 =(1 − sen  φ')(RSA)sen  φ'</p><p>σα =( )+( )cos  2α</p><p>σ1+σ3</p><p>2</p><p>σ1−σ3</p><p>2</p><p>τα =( )sen  2α</p><p>σ1−σ3</p><p>2</p><p>[( ), 0]σ1+σ3</p><p>2</p><p>( )σ1−σ3</p><p>2</p><p>Os Círculos de Mohr podem ser traçados a partir de pares de tensão normal e cisalhante para um plano α qualquer ou a partir de</p><p>duas tensões principais. Traçado o círculo, é possível conhecer o estado de tensões para qualquer outro plano de interesse.</p><p>Esses círculos podem ser representados em termos de tensões efetivas ou totais. Como a poro-pressão atua em todos os planos</p><p>com igual magnitude sem afetar as tensões cisalhantes (líquidos não possuem resistência ao cisalhamento), o Círculo de Mohr das</p><p>tensões efetivas tem por abscissas as tensões normais efetivas, e por ordenadas, a mesma tensão cisalhante do Círculo de Mohr</p><p>das tensões totais. Esses dois círculos distam do valor da poro-pressão:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Círculos de Mohr das tensões efetivas e totais.</p><p>Em Mecânica dos Solos, utiliza-se a convenção de sinais com tensões normais positivas quando o esforço é de compressão, e</p><p>negativa quando o esforço é de tração. Já os esforços cisalhantes são positivos quando “giram” no sentido trigonométrico e</p><p>negativos quando “giram” no sentido horário.</p><p>RUPTURA EM SOLOS</p><p>PODEMOS DEFINIR RUPTURA COMO O ESTADO DE TENSÕES LIMITE NO QUAL UM</p><p>MATERIAL ATINGE E SE DEFORMA INDEFINIDAMENTE.</p><p>Associada à deformação de ruptura está a tensão de ruptura ou tensão última (σf). Em solos, a ruptura ocorre por cisalhamento,</p><p>de modo que a tensão última seja expressa também pela tensão cisalhante limite (τf), chamada resistência ao cisalhamento do</p><p>solo.</p><p>Os critérios de ruptura são teorias de resistência que procuram estabelecer um padrão matemático capaz de determinar o estado</p><p>de tensões limite para dado material. Para os solos, o que melhor traduz a ruptura é o Critério de Ruptura de Mohr-Coulomb.</p><p>Imagem: Shutterstock.com</p><p>Os critérios de ruptura, de acordo com Pinto (2006, p. 263), são:</p><p>Critério de Coulomb</p><p>“[...] não há ruptura se a tensão de cisalhamento não ultrapassar um valor dado pela expressão c + fσ, sendo c e f constantes do</p><p>material e σ a tensão normal existente no plano de cisalhamento.”</p><p>Critério de Mohr</p><p>“[...] não há ruptura enquanto o círculo representativo do estado de tensões se encontrar no interior de uma curva, que é a envoltória</p><p>dos círculos relativos a estados de ruptura, observados experimentalmente para o material.”</p><p>O Critério de Ruptura de Mohr-Coulomb define que há uma relação entre a tensão cisalhante e a tensão normal na qual, se atingida,</p><p>provoca a ruptura do material. Essa relação pode ser graficamente expressa pela envoltória de resistência</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Ruptura e Círculo de Mohr.</p><p>Na ruptura, tem-se que a declividade do plano de ruptura é α e vale:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>ENVOLTÓRIA DE RESISTÊNCIA</p><p>A envoltória é uma característica intrínseca de cada material, obtida experimentalmente por meio de ensaios de resistência</p><p>realizados em laboratório ou em campo. Como em solos a envoltória é em realidade curva, quando precisamos determinar a</p><p>resistência ao cisalhamento de um solo devemos tomar um intervalo de tensões compatível àquele que o solo virá de fato sofrer. Em</p><p>solos sem cimentação c’ é apenas um ajuste linear de reta, pois o solo não apresenta coesão verdadeira.</p><p>α = = 45° +90+φ'</p><p>2</p><p>φ'</p><p>2</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Envoltória real e ajustada dos solos.</p><p>A equação a seguir é a expressão matemática do Critério de Mohr-Coulomb, que ajusta linearmente os pontos dos Círculos de Mohr</p><p>que atingem a ruptura.</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Em que τf é a resistência ao cisalhamento disponível (ou limite) na ruptura, σ’f é a tensão normal efetiva no plano</p><p>devendo ser adotadas teorias que expandem o Princípio</p><p>das Tensões Efetivas de Terzaghi.</p><p>Solos colapsíveis são solos não saturados que colapsam (apresentam compressão rápida) quando aumentam de umidade,</p><p>enquanto solos expansivos são solos não saturados que apresentam expansão quando têm seu teor de umidade aumentado.</p><p>Esses comportamentos ocorrem devido à estrutura do mineral argílico.</p><p>MÃO NA MASSA</p><p>1. PARA SABER SE O COMPORTAMENTO DA ARGILA NA RUPTURA É CONTRÁTIL OU DILATANTE,</p><p>PODE-SE OBSERVAR SEU(SUA):</p><p>A) Índice de vazios inicial</p><p>B) Coeficiente de compressão</p><p>C) Tensão de pré-adensamento</p><p>D) Tensão confinante</p><p>E) A razão de sobreadensamento</p><p>2. PARA QUE UM SOLO APRESENTE O COMPORTAMENTO CONTRÁTIL E DILATANTE INDICADO</p><p>PELO ÍNDICE DE VAZIOS OU PELA RAZÃO DE SOBREADENSAMENTO CRÍTICA, É IMPORTANTE QUE</p><p>ELE:</p><p>A) Seja expansível.</p><p>B) Não tenha cimentação.</p><p>C) Seja compactado.</p><p>D) Seja anisotrópico.</p><p>E) Seja colapsível.</p><p>3. NO ENSAIO DE ADENSAMENTO DE UM SOLO, IDENTIFICOU-SE QUE A TENSÃO DE PRÉ-</p><p>ADENSAMENTO ERA DE 200KPA. SABENDO QUE ESSE SOLO DEPOIS FOI LEVADO À RUPTURA SOB</p><p>UMA TENSÃO CONFINANTE DE 250KPA E AXIAL DE 350KPA, PODE-SE AFIRMAR QUE O</p><p>COMPORTAMENTO DESSE SOLO NA RUPTURA E A TENSÃO DESVIADORA SÃO,</p><p>RESPECTIVAMENTE, DE:</p><p>A) Expansão e 100kPa.</p><p>B) Expansão e 350kPa.</p><p>C) Compressão e 100kPa.</p><p>D) Compressão e 250kPa.</p><p>E) Volume constante e 100kPa.</p><p>4. UM ENSAIO TRIAXIAL NÃO ADENSADO NÃO DRENADO FOI REALIZADO EM UMA ARGILA PARA A</p><p>TENSÃO CONFINANTE DE 100KPA, NO QUAL SE OBSERVOU UMA RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE</p><p>75KPA. A TENSÃO CONFINANTE E A RESISTÊNCIA NÃO DRENADA CASO A TENSÃO NA CÂMERA</p><p>SEJA AUMENTADA EM 50% SERÁ, RESPECTIVAMENTE, EM KPA:</p><p>A) 50 e 75.</p><p>B) 150 e 75.</p><p>C) 150 e 100.</p><p>D) 50 e 112,5.</p><p>E) 100 e 150.</p><p>5. UMA ARGILA FOI ENSAIADA NO APARELHO TRIAXIAL E APRESENTOU COMPRESSÃO DURANTE O</p><p>CISALHAMENTO. SE A TENSÃO DESVIADORA FOI DE 100KPA E A AXIAL FOI DE 180KPA, PODE-SE</p><p>AFIRMAR QUE A CONFINANTE E A TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO ERAM, RESPECTIVAMENTE:</p><p>A) 80kPa e maior que 80kPa.</p><p>B) 80kPa e menor que 80kPa.</p><p>C) 100kPa e maior que 80kPa.</p><p>D) 100kPa e menor que 80kPa.</p><p>E) 100kPa e igual a 80kPa.</p><p>6. UMA ARGILA FOI ENSAIADA SOB TENSÃO CONFINANTE SUPERIOR À SUA TENSÃO DE PRÉ-</p><p>ADENSAMENTO. SE A TENSÃO AXIAL E A CONFINANTE FORAM DE 200KPA E 130KPA,</p><p>RESPECTIVAMENTE, A TENSÃO DESVIADORA É, EM KPA:</p><p>A) 70kPa, correspondente ao pico devido ao imbricamento dos grãos.</p><p>B) 70kPa, correspondente ao pós-pico.</p><p>C) 70kPa, correspondente à deformação infinita.</p><p>D) 130kPa, correspondendo ao pós-pico.</p><p>E) 130kPa, correspondente à deformação infinita.</p><p>GABARITO</p><p>1. Para saber se o comportamento da argila na ruptura é contrátil ou dilatante, pode-se observar seu(sua):</p><p>A alternativa "E " está correta.</p><p>Para saber o comportamento da argila na ruptura, é preciso saber se ela está sobreadensada ou normalmente adensada. Logo,</p><p>deve-se observar a razão de sobreadensamento desse solo.</p><p>2. Para que um solo apresente o comportamento contrátil e dilatante indicado pelo índice de vazios ou pela razão de</p><p>sobreadensamento crítica, é importante que ele:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>Para que um solo apresente comportamento conforme os modelos clássicos da Mecânica dos Solos, ele não deve apresentar</p><p>cimentação (solo ideal).</p><p>3. No ensaio de adensamento de um solo, identificou-se que a tensão de pré-adensamento era de 200kPa. Sabendo que</p><p>esse solo depois foi levado à ruptura sob uma tensão confinante de 250kPa e axial de 350kPa, pode-se afirmar que o</p><p>comportamento desse solo na ruptura e a tensão desviadora são, respectivamente, de:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Como a tensão confinante é superior à tensão de pré-adensamento, a argila foi cisalhada em condição normalmente adensada. Até</p><p>a ruptura, apresentará compressão. A tensão desviadora é dada por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>4. Um ensaio triaxial não adensado não drenado foi realizado em uma argila para a tensão confinante de 100kPa, no qual se</p><p>observou uma resistência não drenada de 75kPa. A tensão confinante e a resistência não drenada caso a tensão na câmera</p><p>seja aumentada em 50% será, respectivamente, em kPa:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>Para ensaios UU, a envoltória é horizontal. Logo, a resistência não drenada observada será igual à do ensaio anterior, de 75kPa.</p><p>Como a tensão confinante é aumentada em 50%:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>5. Uma argila foi ensaiada no aparelho triaxial e apresentou compressão durante o cisalhamento. Se a tensão desviadora foi</p><p>de 100kPa e a axial foi de 180kPa, pode-se afirmar que a confinante e a tensão de pré-adensamento eram, respectivamente:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>COMPORTAMENTO DAS ARGILAS SOB CISALHAMENTO</p><p>6. Uma argila foi ensaiada sob tensão confinante superior à sua tensão de pré-adensamento. Se a tensão axial e a</p><p>confinante foram de 200kPa e 130kPa, respectivamente, a tensão desviadora é, em kPa:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Se a argila foi ensaiada com tensão confinante superior à de pré-adensamento, ela é normalmente adensada, não apresentando</p><p>pico. A tensão desviadora é correspondente à deformação infinita:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>GABARITO</p><p>TEORIA NA PRÁTICA</p><p>Uma argila foi ensaiada no aparelho triaxial e foram obtidos os resultados a seguir. Sabendo em campo que sobre esse solo será</p><p>construído um edifício, responda:</p><p>σd = σ1 − σ3 = 350 − 250 = 100 kPa</p><p>σ3 = 1,5 σ3,inicial = 1,5 .  100 = 150 kPa</p><p>σd = σ1 − σ3 = 200 − 130 = 70 kPa</p><p>a) Que tipo de ensaio foi realizado?</p><p>b) Qual a sua envoltória de resistência?</p><p>c) O ensaio realizado é adequado para a situação de campo?</p><p>σ3 (kPa) τmáx (kPa)</p><p>50 70</p><p>100 70</p><p>200 70</p><p>Elaborada por Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal</p><p>RESOLUÇÃO</p><p>ARGILA COMO SOLO COESIVO</p><p>VERIFICANDO O APRENDIZADO</p><p>1. O ÂNGULO DE ATRITO INTERNO DE UMA ARGILA FOI OBTIDO PARA A CONDIÇÃO</p><p>SOBREADENSADA E NORMALMENTE ADENSADA, E OS VALORES OBTIDOS FORAM DE 30° E 26°,</p><p>RESPECTIVAMENTE. PODE-SE AFIRMAR QUE:</p><p>A) No pico, o ângulo de atrito é de 26°.</p><p>B) No pós-pico, o ângulo de atrito é de 30°.</p><p>C) Na condição residual, o ângulo de atrito é de 30°.</p><p>D) A envoltória da condição pós-pico e de pico possuem uma diferença de 4°.</p><p>E) A envoltória da normalmente adensada tem inclinação de 30°.</p><p>2. A RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE UMA ARGILA FOI ESTIMADA EM ENSAIO UU COMO 23KPA</p><p>PARA A TENSÃO CONFINANTE DE 100KPA. CASO A TENSÃO CONFINANTE SEJA DIMINUÍDA EM 50%,</p><p>A RESISTÊNCIA E O ÂNGULO DE ATRITO SERÃO, RESPECTIVAMENTE, DE:</p><p>A) 23kPa e 0.</p><p>B) 23kPa e 25°.</p><p>C) 11,5kPa e 0.</p><p>D) 11,5kPa e 25°.</p><p>E) 34,5kPa e 25°.</p><p>GABARITO</p><p>1. O ângulo de atrito interno de uma argila foi obtido para a condição sobreadensada e normalmente adensada, e os valores</p><p>obtidos foram de 30° e 26°, respectivamente. Pode-se afirmar que:</p><p>A alternativa "D " está correta.</p><p>O pós-pico se aproxima da condição normalmente adensada. Logo, traçando as duas envoltórias, elas possuem a diferença de 4°.</p><p>2. A resistência não drenada de uma argila foi estimada em ensaio UU como 23kPa para a tensão confinante de 100kPa.</p><p>Caso a tensão confinante seja diminuída em 50%, a resistência e o ângulo de atrito serão, respectivamente, de:</p><p>A alternativa "A " está correta.</p><p>O ensaio UU independe da tensão confinante, logo a resistência é a mesma e a envoltória é horizontal .</p><p>CONCLUSÃO</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Neste conteúdo, você aprendeu sobre a resistência ao cisalhamento dos solos: como representá-la matematicamente, como obtê-la</p><p>por meio de ensaios, qual o comportamento esperado para areias e argilas ideais e quais fatores influenciam na resistência.</p><p>Esse conhecimento é indispensável a um engenheiro civil que trabalhe com projeto, execução ou com o desempenho pós-obra.</p><p>Você agora tem as ferramentas necessárias para estimar a resistência ao cisalhamento dos solos, base de análise de qualquer</p><p>estrutura que envolva</p><p>solos.</p><p>(φ’ = 0)</p><p>AVALIAÇÃO DO TEMA:</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D3080-04: Standard test method for direct shear test of soils under</p><p>consolidated drained conditions. Pensilvânia: ASTM International, 2004.</p><p>AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D4767-11: Standard test method for consolidated undrained triaxial</p><p>compression test for cohesive soils. Pensilvânia: ASTM International, 2020.</p><p>AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D5778-20: Standard test method for electronic friction cone and piezocone</p><p>penetration testing of soils. Pensilvânia: ASTM International, 2020.</p><p>AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D6528-17: Standard test method for consolidated undrained direct simple</p><p>shear testing of fine grain soils. Pensilvânia: ASTM International, 2017.</p><p>AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D7181-20: Standard test method for consolidated drained triaxial</p><p>compression test for soils. Pensilvânia: ASTM International, 2020.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10905: Solo − Ensaios de palheta in situ − Método de ensaio. Rio de</p><p>Janeiro: ABNT, 1989, p.9.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12770: Solo coesivo − Determinação da resistência à compressão não</p><p>confinada − Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1992, p.4.</p><p>PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006, 367p.</p><p>SANTANA, T.; RODRIGUES, P. F. Ensaios de caracterização laborial de solos com vistas à sua utilização em arquitectura de</p><p>terra crua. In: Seminário Ibero-Americano de Construção em Terra. Monsaraz, PROTERRA/CdT, out. 2005.</p><p>EXPLORE+</p><p>Para saber mais sobre os assuntos tratados estudados, leia:</p><p>O artigo Tipos de escorregamentos e importância de estudos geotécnicos, do Fórum da Construção.</p><p>CONTEUDISTA</p><p>Mirella Dalvi dos Santos</p><p> CURRÍCULO LATTES</p><p>javascript:void(0);</p><p>javascript:void(0);</p><p>de ruptura, c’ é o</p><p>intercepto efetivo de coesão e é o ângulo de atrito efetivo. Esses dois últimos são chamados parâmetros de resistência dos</p><p>solos.</p><p>A seguir, diferentes estados de tensões em relação à envoltória de resistência:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Estados de tensões e a envoltória de resistência.</p><p>Podemos dizer que:</p><p>TENSÃO CISALHANTE INFERIOR À RESISTÊNCIA</p><p>Quando o estado de tensões é tal que as tensões cisalhantes são inferiores à resistência ao cisalhamento disponível na ruptura, não</p><p>há ruptura. O Círculo de Mohr está abaixo da envoltória de resistência – caso A.</p><p>TENSÃO CISALHANTE IGUAL À RESISTÊNCIA</p><p>Quando o estado de tensões é tal que há uma tensão cisalhante que se iguala à resistência ao cisalhamento disponível na ruptura,</p><p>há ruptura. A envoltória de resistência tangencia o Círculo de Mohr nesse ponto – caso B.</p><p>TENSÃO CISALHANTE SUPERIOR À RESISTÊNCIA</p><p>τf = c' + σ'f tan  φ'</p><p>φ'</p><p>javascript:void(0)</p><p>javascript:void(0)</p><p>javascript:void(0)</p><p>Não é possível um estado de tensões em que a tensão cisalhante ultrapasse a resistência ao cisalhamento disponível na ruptura,</p><p>pois antes disso houve a ruptura. Ou seja, o caso C representa um estado de tensões fisicamente impossível.</p><p>RESISTÊNCIA DRENADA E NÃO DRENADA</p><p>Em campo, o solo possui um estado de tensões inicial e, quando implantamos um aterro na superfície ou uma fundação de um</p><p>edifício, por exemplo, impomos um novo estado de tensões. Naturalmente, queremos implantar essas obras sem que se esgote a</p><p>capacidade que o solo tem de resistir aos novos esforços. Ou seja, sem atingir sua resistência ao cisalhamento limite, pois, quando</p><p>isso ocorre, temos a ruptura.</p><p>Foto: Shutterstock.com</p><p>Segundo a Lei de Darcy, ao se aplicar um carregamento não pode haver variação de volume instantânea. E, segundo o Princípio</p><p>das Tensões Efetivas, só pode haver variação nas tensões efetivas se houver variação de volume. Portanto, quando mudamos o</p><p>estado de tensões do solo, instantaneamente quem suporta o carregamento é a água presente nos poros do solo, via um excesso</p><p>de poro-pressão.</p><p>A água, estressada, vai procurar sair dos vazios do solo em busca de uma pressão mais favorável, dissipando o excesso de poro-</p><p>pressão. Esse processo pode ocorrer rapidamente ou lentamente, a depender do coeficiente de permeabilidade do solo. Como a</p><p>carga não muda com o tempo, essa dissipação de poro-pressão deve ocorrer de modo a aumentar a tensão efetiva para manter a</p><p>equação do princípio em equilíbrio:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Quando um solo é solicitado de modo que a sua resistência ao cisalhamento disponível seja atingida sem que haja tempo suficiente</p><p>para que ocorra a dissipação da poro-pressão, diz-se que o solo rompe por sua resistência não drenada. Caso contrário, quando a</p><p>ruptura ocorre com dissipação de poro-pressão, o solo mobiliza a sua resistência drenada.</p><p>t = 0 →  σ = σ' + u</p><p>t = 0+ →  σ +Δσ = σ' + u +Δu</p><p>t > 0 → σ +Δσ = σ' +Δσ' + u</p><p>Foto: Shutterstock.com</p><p>É importante saber qual tipo de solicitação teremos em um solo para expressar corretamente sua resistência em termos de</p><p>carregamentos drenados ou não drenados, pois os valores dessas resistências são diferentes: como ao fim da dissipação da poro-</p><p>pressão o solo ganhou tensão efetiva, a resistência drenada é maior que a resistência não drenada.</p><p>Sabemos que as areias possuem coeficiente de permeabilidade alto, o que significa que a água consegue sair dos poros com</p><p>facilidade. Dizemos, portanto, que a sua resposta em relação ao carregamento é drenada, e a ruptura ocorre quando a resistência</p><p>drenada é mobilizada. Já as argilas possuem baixo coeficiente de permeabilidade, o que faz com que a água demore certo tempo</p><p>para sair dos poros do solo. Logo, se a ruptura ocorre sem a saída de água dos poros, a resistência mobilizada é a não drenada.</p><p>Foto: Shutterstock.com</p><p>Digamos que um solo foi solicitado e não rompeu. Ou seja, o estado de tensões a que foi submetido não atingiu a resistência não</p><p>drenada. Com o tempo, o solo ganhará tensão efetiva e a resistência ao cisalhamento disponível será maior, referente a uma</p><p>resistência drenada. Por isso, as resistências não drenada e drenada são chamadas também de resistência a curto e longo prazo,</p><p>respectivamente.</p><p>O comportamento do solo ser drenado ou não drenado não depende apenas do coeficiente de permeabilidade do material, mas</p><p>também da velocidade de aplicação do carregamento.</p><p>CARREGAMENTOS COMUNS</p><p>Carregamentos comuns, como a construção de edifícios e aterros, não são instantâneos. Assim, entre uma etapa e outra de</p><p>construção, até mesmo uma argila pode ganhar resistência caso a água consiga sair dos poros do solo.</p><p>CARREGAMENTOS EXCEPCIONAIS</p><p>Carregamentos excepcionais como choques e vibrações são instantâneos, e a sua intensidade pode ser tal que cause um</p><p>carregamento não drenado em uma areia, que venha a romper com a mobilização da resistência não drenada.</p><p>javascript:void(0)</p><p>javascript:void(0)</p><p>CAMINHOS DE TENSÕES</p><p>Ao se aplicar um carregamento ou descarregamento, σ’1 e σ’3 variam. A representação dessas tensões em um plano p’ x q’ forma os</p><p>caminhos de tensões, seja em termos de tensões totais ou efetivas.</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Quando o carregamento é drenado, e não existe excesso de poro-pressão no processo de carregamento, o caminho de tensões</p><p>efetivas (CTE) é coincidente com o de tensão total (CTT). Quando o estado de tensões é tal que se atinge a ruptura, mobiliza-se a</p><p>resistência drenada (sd).</p><p>Quando a solicitação é não drenada, o excesso de poro-pressão faz com que os caminhos de tensões efetivas se afastem do de</p><p>tensão total com o valor da poro-pressão. Quando o estado de tensões é tal que se atinge a ruptura, mobiliza-se a resistência não</p><p>drenada (su).</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Caminhos de tensões totais e efetivas.</p><p>Note que p’ e q’ são as coordenadas dos pontos máximos do Círculo de Mohr. Logo, se o ajuste dos pontos em que há ruptura é</p><p>chamado de envoltória de resistência, obtida do gráfico σ x τ, podemos expressar a envoltória de resistência também em parâmetros</p><p>obtidos do gráfico p’ x q’:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>MÃO NA MASSA</p><p>1. O COEFICIENTE QUE RELACIONA AS TENSÕES EFETIVAS HORIZONTAL E VERTICAL</p><p>GEOSTÁTICAS EM UM SOLO É DADA PELO:</p><p>A) Coeficiente de influência</p><p>p' =      q ' =σ'1+σ'3</p><p>2</p><p>σ'1−σ'3</p><p>2</p><p>sen  φ = tan  β     c = d</p><p>cos  φ</p><p>B) Coeficiente de empuxo no repouso</p><p>C) Coeficiente de empuxo ativo</p><p>D) Coeficiente de compressão</p><p>E) Coeficiente de adensamento</p><p>2. A RESISTÊNCIA EM SOLOS PODE SER MOBILIZADA DE FORMA DRENADA OU NÃO DRENADA, A</p><p>DEPENDER DA VELOCIDADE DO CARREGAMENTO E DAS CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL. UM</p><p>DEPÓSITO DE AREIA SOFREU UM CHOQUE DEVIDO À QUEDA DE UM AVIÃO. SABENDO QUE HOUVE</p><p>RUPTURA, PODE-SE DIZER QUE:</p><p>A) A ruptura ocorreu pela mobilização da resistência não drenada, pois o coeficiente de permeabilidade da areia é alto.</p><p>B) A ruptura ocorreu pela mobilização da resistência drenada, pois o coeficiente de permeabilidade da areia é alto.</p><p>C) A ruptura ocorreu pela mobilização da resistência não drenada, pois a velocidade do carregamento permitiu a dissipação da poro-</p><p>pressão.</p><p>D) A ruptura ocorreu pela mobilização da resistência não drenada, pois a velocidade do carregamento não permitiu a dissipação da</p><p>poro-pressão.</p><p>E) A ruptura ocorreu pela mobilização da resistência drenada, pois a velocidade do carregamento não permitiu a dissipação da poro-</p><p>pressão.</p><p>3. SABE-SE QUE AS TENSÕES EFETIVAS VERTICAL E HORIZONTAL EM UM ELEMENTO DE SOLO</p><p>SÃO DE 20 E 12KPA, RESPECTIVAMENTE. O COEFICIENTE DE EMPUXO DESSE ELEMENTO É DE:</p><p>A) 1,67</p><p>B) 8</p><p>C) 0,8</p><p>D) 0,4</p><p>E) 0,6</p><p>4. SABENDO QUE UM SOLO APRESENTA EM CAMPO TENSÃO NORMAL EFETIVA VERTICAL E</p><p>HORIZONTAL DE 80 E 50KPA, RESPECTIVAMENTE, A TENSÃO NORMAL EFETIVA EM UM PLANO</p><p>CUJA NORMAL FAZ UM ÂNGULO DE 30° COM A DIREÇÃO DA TENSÃO PRINCIPAL MAIOR É, EM KPA:</p><p>A) 32,5</p><p>B)</p><p>130</p><p>C) 72,5</p><p>D) 15</p><p>E) 65</p><p>5. DETERMINOU-SE PARA UM SOLO ENSAIADO EM LABORATÓRIO QUE O INTERCEPTO DE COESÃO</p><p>E O ÂNGULO DE ATRITO EFETIVO SEJAM DE 11KPA E 29°. SE A TENSÃO NORMAL EFETIVA DE</p><p>100KPA PROVOCA A RUPTURA, A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO CORRESPONDENTE É DE:</p><p>A) 66,4kPa</p><p>B) 48,4kPa</p><p>C) 106,1kPa</p><p>D) 55,4kPa</p><p>E) 98,5kPa</p><p>6. A MÁXIMA TENSÃO CISALHANTE EM UM SOLO OCORRE A UM PLANO CUJA NORMAL FAZ, COM A</p><p>DIREÇÃO DA TENSÃO NORMAL MAIOR, UM ÂNGULO Α DE:</p><p>A) 90°</p><p>B) 45°</p><p>C) 30°</p><p>D) 60°</p><p>E) 180°</p><p>GABARITO</p><p>1. O coeficiente que relaciona as tensões efetivas horizontal e vertical geostáticas em um solo é dada pelo:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>O coeficiente que relaciona tensões geoestáticas é o coeficiente de empuxo no repouso:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>2. A resistência em solos pode ser mobilizada de forma drenada ou não drenada, a depender da velocidade do</p><p>carregamento e das características do material. Um depósito de areia sofreu um choque devido à queda de um avião.</p><p>Sabendo que houve ruptura, pode-se dizer que:</p><p>A alternativa "D " está correta.</p><p>Embora a permeabilidade das areias seja alta, de modo que a maioria das solicitações nesse material resultam em carregamentos</p><p>drenados, o caso apresentado no enunciado é diferente. O choque de um avião é instantâneo, portanto, a poro-pressão não tem</p><p>tempo de ser dissipada, e a ruptura ocorre de forma não drenada.</p><p>3. Sabe-se que as tensões efetivas vertical e horizontal em um elemento de solo são de 20 e 12kPa, respectivamente. O</p><p>coeficiente de empuxo desse elemento é de:</p><p>A alternativa "E " está correta.</p><p>O coeficiente de empuxo no repouso é dado por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>K0 = = 1 − sen  φ'σ'h</p><p>σ'v</p><p>K0 = = = 0,6σ'h</p><p>σ'v</p><p>12</p><p>20</p><p>4. Sabendo que um solo apresenta em campo tensão normal efetiva vertical e horizontal de 80 e 50kPa, respectivamente, a</p><p>tensão normal efetiva em um plano cuja normal faz um ângulo de 30° com a direção da tensão principal maior é, em kPa:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>A tensão efetiva nesse plano pode ser calculada por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>5. Determinou-se para um solo ensaiado em laboratório que o intercepto de coesão e o ângulo de atrito efetivo sejam de</p><p>11kPa e 29°. Se a tensão normal efetiva de 100kPa provoca a ruptura, a resistência ao cisalhamento correspondente é de:</p><p>A alternativa "A " está correta.</p><p>A RESISTÊNCIA EM TERMOS MATEMÁTICOS</p><p>6. A máxima tensão cisalhante em um solo ocorre a um plano cuja normal faz, com a direção da tensão normal maior, um</p><p>ângulo α de:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>A tensão cisalhante é dada por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>A maior tensão cisalhante será aquela em que sen2α vale 1, ou seja:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>GABARITO</p><p>TEORIA NA PRÁTICA</p><p>Uma areia compacta foi ensaiada em laboratório e foram encontrados os parâmetros de resistência: e</p><p>para o intervalo de tensões normais de 50 a 300kPa. Sabendo que em campo essa areia deve ser submetida a uma tensão normal</p><p>efetiva vertical de 200kPa, responda:</p><p>a) Qual o coeficiente de empuxo no repouso desse solo?</p><p>σα =( )+( )cos  2α = + cos  2 .  30° = 72,5 kPaσ1+σ3</p><p>2</p><p>σ1−σ3</p><p>2</p><p>80+50</p><p>2</p><p>80−50</p><p>2</p><p>τα =( )sen  2α</p><p>σ1−σ3</p><p>2</p><p>sen  2α = 1 → 2α = arcsen  1 →  α = = 45°arcsen 1</p><p>2</p><p>c’  =  17 kPa φ'  =  32°</p><p>b) Qual a tensão normal horizontal para a tensão normal efetiva vertical dada?</p><p>c) Há ruptura para o dado estado de tensões?</p><p>RESOLUÇÃO</p><p>ESTADOS DE TENSÕES E A RUPTURA</p><p>VERIFICANDO O APRENDIZADO</p><p>1. UMA ARGILA APRESENTOU RUPTURA PARA TENSÕES NORMAL E CISALHANTE DE 50 E 30KPA,</p><p>RESPECTIVAMENTE. SABENDO QUE O INTERCEPTO COESIVO É ZERO, O ÂNGULO DE ATRITO</p><p>INTERNO EFETIVO DESSE SOLO DEVE SER DE:</p><p>A) 37°</p><p>B) 31°</p><p>C) 60°</p><p>D) 53°</p><p>E) 22°</p><p>2. UM SOLO ENCONTRA-SE EM CAMPO COM TENSÃO NORMAL EFETIVA VERTICAL DE 40KPA E</p><p>COEFICIENTE DE EMPUXO NO REPOUSO DE 0,6. A TENSÃO NORMAL EFETIVA HORIZONTAL DESSE</p><p>MATERIAL E O ÂNGULO DE ATRITO INTERNO DEVEM SER, RESPECTIVAMENTE:</p><p>A) 40kPa e 37°.</p><p>B) 66kPa e 24°.</p><p>C) 24kPa e 41°.</p><p>D) 66kPa e 37°.</p><p>E) 24kPa e 24°.</p><p>GABARITO</p><p>1. Uma argila apresentou ruptura para tensões normal e cisalhante de 50 e 30kPa, respectivamente. Sabendo que o</p><p>intercepto coesivo é zero, o ângulo de atrito interno efetivo desse solo deve ser de:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>A relação entre as tensões normais e cisalhantes para um solo na ruptura é dado pela envoltória de resistência de Mohr-Coulomb:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>2. Um solo encontra-se em campo com tensão normal efetiva vertical de 40kPa e coeficiente de empuxo no repouso de 0,6.</p><p>A tensão normal efetiva horizontal desse material e o ângulo de atrito interno devem ser, respectivamente:</p><p>A alternativa "E " está correta.</p><p>O coeficiente que relaciona a tensão efetiva horizontal e vertical geostática é o coeficiente de empuxo no repouso, dado por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>MÓDULO 2</p><p> Calcular a resistência ao cisalhamento dos solos por ensaios de laboratório e de campo</p><p>τf = c' + σ'</p><p>f tan  φ' → tan  φ' = = = 0,6</p><p>( τf−c' )</p><p>σ'</p><p>f</p><p>30−0</p><p>50</p><p>φ' = artan  0,6 = 31°</p><p>K0 = = 1 − sen  φ'σ'</p><p>h</p><p>σ'</p><p>v</p><p>σ'</p><p>h = K0.σ'</p><p>v = 0,6 .  40 = 24 kPa</p><p>0,6 = 1 − sen  φ' →   sen  φ' = −(0,6 − 1)= 0,4 →  φ' = arcsen 0,4 = 24°</p><p>ENSAIOS PARA A DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA EM</p><p>SOLOS</p><p>A especialista Mirella Dalvi dos Santos fala sobre ensaios para a determinação da resistência em solos</p><p>CISALHAMENTO DIRETO</p><p>O ensaio de cisalhamento direto consiste em talhar uma amostra indeformada de solo e colocá-la em uma caixa que possui a</p><p>parte inferior independente da superior. Sob a caixa, há um conjunto de bilhas que se desloca da caixa inferior quando uma</p><p>velocidade constante é aplicada ao sistema por um motor e imprime uma força horizontal (T). Na parte superior, aplica-se uma carga</p><p>normal (N) com auxílio de um top cap.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Esquema do ensaio de cisalhamento direto.</p><p>O procedimento de ensaio consiste em aplicar a carga normal N e ligar o motor que provocará o deslocamento da parte inferior da</p><p>caixa. Por meio de célula de carga ou anel dinamométrico mede-se a força de reação horizontal (T).</p><p>Mede-se durante o ensaio a reação horizontal e o deslocamento vertical e horizontal δv e δh. Sabendo as dimensões da amostra, é</p><p>possível obter os esforços em termos de tensões. O resultado do ensaio é expresso por meio de um gráfico τ x δ, e a resistência</p><p>última do solo é o máximo valor obtido no gráfico:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos.</p><p> Resultado típico de ensaio de cisalhamento direto.</p><p>Repete-se o ensaio para diferentes cargas normais, de modo a obter pares de valores de τf x σf, que permitam obter, por ajuste</p><p>linear, a envoltória de resistência do solo.</p><p>O procedimento para o ensaio de cisalhamento direto encontra-se na norma técnica americana ASTM D3080-04. Esse é um ensaio</p><p>muito simples de ser executado, sendo largamente empregado para a determinação da resistência dos solos. No entanto, podemos</p><p>citar algumas de suas limitações:</p><p>Imagem: Shutterstock.com.</p><p>Não é possível controlar as condições de drenagem, de modo que o executor deve ter controle da velocidade do motor que desloca</p><p>a caixa inferior e deve avaliar se a resistência obtida é drenada ou não drenada.</p><p>Imagem: Shutterstock.com.</p><p>As variações de volume não são medidas com acurácia.</p><p>Imagem: Shutterstock.com.</p><p>Não é possível conhecer os estados de tensões e a poro-pressão. Logo, não é possível traçar os caminhos de tensões totais e</p><p>efetivas.</p><p>Imagem: Shutterstock.com.</p><p>O estado de deformações não é conhecido e não é uniforme. Logo, não se obtém os parâmetros de deformabilidade do solo.</p><p>Imagem: Shutterstock.com.</p><p>O plano de ruptura é imposto. Em ensaios em que se deseja saber a resistência ao cisalhamento em uma</p><p>interface isso é muito útil,</p><p>mas em campo o plano de ruptura pode não ser perfeitamente horizontal como simulado no ensaio.</p><p>TRIAXIAIS</p><p>Nos ensaios triaxiais, uma amostra indeformada de solo é colocada no aparelho triaxial, em que são aplicadas cargas axiais e uma</p><p>tensão confinante. Assim, é possível expressar o estado de tensões que a amostra tinha em campo.</p><p>A carga axial é aplicada por meio de um pistão acionado por uma prensa automática com controle da velocidade de ensaio. A</p><p>tensão confinante é aplicada por meio do preenchimento da câmara triaxial com água sob pressão. A amostra é protegida com uma</p><p>membrana de borracha:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Esquema do ensaio triaxial.</p><p>O ensaio triaxial é divido em duas etapas: adensamento e cisalhamento.</p><p>ADENSAMENTO</p><p>Essa etapa pode ser utilizada para recompor o estado de tensões que uma amostra tinha em campo e para conhecer o</p><p>comportamento do material frente ao adensamento. Este pode ser realizado pela aplicação de carga hidrostática (igual em todas as</p><p>direções) ou anisotrópica (cargas verticais e horizontais diferentes, com um coeficiente de empuxo).</p><p>CISALHAMENTO</p><p>Essa segunda etapa é de cisalhamento propriamente dito, e consiste em aumentar a carga axial até a ruptura, enquanto a tensão</p><p>confinante é mantida constante ou variável. A diferença entre a tensão axial e a de confinamento é chamada de tensão desviadora</p><p>(σd).</p><p>O aparelho triaxial permite controlar a saída de água durante o cisalhamento, possibilitando simular um carregamento drenado ou</p><p>não drenado que a amostra apresentaria em campo, e, assim, obter resistências drenadas e não drenadas. Dessa maneira,</p><p>combinando as possíveis etapas do ensaio triaxial, podemos ter os ensaios:</p><p>ENSAIO CD</p><p>(CONSONLIDATED DRAINED)</p><p>Adensado drenado.</p><p>Em solos arenosos, em que a dissipação de poro-pressão é rápida, o ensaio CD é o mais empregado, obtendo-se uma resistência</p><p>drenada. Em solos argilosos, para conhecer a resistência de longo prazo (drenada), aplica-se ensaios do tipo CD. No entanto, como</p><p>a dissipação de poro-pressão é muito lenta, esse ensaio pode demorar semanas até que seja finalizado.</p><p>ENSAIO CU</p><p>(CONSOLIDATED UNDRAINED)</p><p>Adensado não drenado.</p><p>Quando se deseja conhecer a resistência de curto prazo (não drenada), aplica-se o ensaio do tipo CU.</p><p>ENSAIO UU</p><p>(UNCONSOLIDATED UNDRAINED)</p><p>Não adensado não drenado.</p><p>No ensaio UU obtém-se uma resistência não drenada sem que haja adensamento prévio da amostra e variação do seu índice de</p><p>vazios ou do seu volume durante todo o ensaio. Por esse motivo, é conhecido como ensaio rápido.</p><p>Durante o ensaio UU, mede-se: a força aplicada axialmente, que, sabendo as dimensões do corpo de prova, pode ser transformada</p><p>em tensão vertical (σ1); a tensão confinante, seja ela constante ou variável durante o ensaio (σ3); as deformações (ε); e o volume (V</p><p>– ensaio drenado). Para expressar os resultados do ensaio em termos de tensões efetivas, é necessário também medir a poro-</p><p>pressão. Essas grandezas podem ser medidas por células de carga, transdutores de tensão, extensômetros transdutores de</p><p>deslocamento e buretas.</p><p>A forma mais comum de expressar os resultados de ensaios triaxiais é por meio dos gráficos de tensão x deformação, poro-pressão</p><p>x deformação, p’ x q’ e Círculos de Mohr. Enquanto os dois primeiros evidenciam o comportamento da deformação e da poro-</p><p>pressão com o comportamento do solo frente a um aumento de tensões, os dois últimos permitem que seja obtida a envoltória de</p><p>resistência quando são realizados para diferentes estados de tensões.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Resultado típico de ensaios triaxiais.</p><p>Os ensaios triaxiais são os mais completos e recomendados para a obtenção da resistência ao cisalhamento dos solos em</p><p>laboratório. Isso porque o confinamento da amostra exprime muito bem o comportamento do solo em campo, o estado de tensões e</p><p>de deformações são conhecidos durante o ensaio, é possível controlar a drenagem e monitorar a poro-pressão e o plano de ruptura</p><p>não é previamente definido como ocorre no ensaio de cisalhamento direto.</p><p>Podem ser realizados, também, ensaios de extensão, quando são aplicados descarregamentos. Esse tipo de ensaio seria</p><p>representativo para uma escavação, por exemplo. Além de parâmetros de resistência , os ensaios triaxiais podem ser(c’,  φ')</p><p>empregados quando desejamos conhecer parâmetros de deformação: módulo de deformabilidade (E) e o coeficiente de Poisson (ν),</p><p>e o coeficiente de permeabilidade do solo (k).</p><p> SAIBA MAIS</p><p>A norma técnica que preconiza os procedimentos para a boa realização de ensaios triaxiais é a ASTM D7181 para ensaios com</p><p>etapa de adensamento (CU e CD), e ASTM D4767 para ensaio sem etapa de adensamento (UU).</p><p>OUTROS ENSAIOS DE LABORATÓRIO</p><p>É possível estimar a resistência dos solos em laboratório por outros tipos de ensaios, não tão comuns quanto os ensaios triaxiais e</p><p>de cisalhamento direto.</p><p>O ensaio de cisalhamento simples − conhecido como DSS (direct simple shear) quando o carregamento é estático, ou CSS (cyclic</p><p>simple shear) quando o carregamento é cíclico − consiste em adensar a amostra de solo e em seguida cisalhar pela aplicação de</p><p>uma força horizontal, de modo que as deformações sejam planas e o volume seja mantido constante. A norma técnica que preconiza</p><p>os procedimentos para a realização desse ensaio é a ASTM D6528.</p><p>O ensaio de compressão simples é semelhante àquele realizado em corpos de prova de concreto para determinar a sua</p><p>resistência à compressão: aplica-se uma carga axial no topo da amostra, sem a presença de tensão confinante. Ou seja, pode-se</p><p>dizer que é um ensaio particular triaxial em que σ3 = 0.</p><p>Foto: SANTANA; RODRIGUES (2005, p. 7)</p><p> Equipamento do ensaio de compressão simples.</p><p>A ausência de tensão confinante faz com que esse ensaio não seja representativo para a ruptura em campo, em que o solo está</p><p>confinado. A norma técnica que preconiza os procedimentos para a boa realização desse tipo de ensaio é a NBR 12770.</p><p>ENSAIOS DE CAMPO</p><p>É possível obter a resistência de um solo sem levar a amostra para o laboratório, por meio dos ensaios de campo ou ensaios in</p><p>situ. Essa investigação é muito útil em solos de baixa consistência e compacidade − como argilas moles e areias fofas −, nos quais</p><p>a retirada de amostras indeformadas é dificultada.</p><p>Vejamos dois exemplos:</p><p>ENSAIO DE CONE (CPT – CONE PENETRATION TEST)</p><p>ENSAIO DE PALHETA</p><p>ENSAIO DE CONE (CPT – CONE PENETRATION TEST)</p><p>Obtém a resistência do solo diretamente pela cravação de uma ponteira cônica de 60° de ápice a uma velocidade padronizada de</p><p>20mm/s. Durante a cravação, é medida continuamente a resistência de ponta (qc), necessária para prospectar o solo, e o atrito</p><p>lateral (fs), correspondente ao atrito no contato fuste do cone-solo. Em modelos especiais, como o piezocone, mede-se também a</p><p>poro-pressão, tendo um ensaio do tipo CPTu. Esse ensaio pode ser empregado em areias ou argilas. A norma técnica que preconiza</p><p>os procedimentos para a boa realização de ensaios piezocone é a ASTM D5778-20.</p><p>ENSAIO DE PALHETA</p><p>Conhecido também como vane test, é empregado quando deseja-se conhecer a resistência não drenada de solos moles. Para tal,</p><p>insere-se uma palheta e mede-se qual torque, aplicado a uma velocidade constante de 6°/min, é necessário para que haja rotação.</p><p>Com essa medida, obtém-se a resistência não drenada da argila. A norma técnica que preconiza os procedimentos para a boa</p><p>realização de ensaios de palheta é a NBR 10905.</p><p>Ensaios de campo nem sempre são empregados em projetos de obras civis comuns, uma vez que são custosos e sua interpretação</p><p>pode ser mais complexa que os ensaios de laboratório. Deve-se ter em mente que todos os ensaios apresentados neste módulo</p><p>possuem premissas e procedimentos diferentes. Portanto, as formas de ruptura são distintas, assim como as resistências</p><p>encontradas. Cabe ao engenheiro projetista solicitar ensaios que sejam adequados à condição que se espera ocorrer em campo.</p><p>MÃO NA MASSA</p><p>1. A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS</p><p>SOLOS PODE SER OBTIDA POR DIFERENTES MÉTODOS,</p><p>SEJAM ELES EM CAMPO OU EM LABORATÓRIO. QUANDO SE DESEJA CONHECER A RESISTÊNCIA</p><p>DE UMA AREIA, NÃO É APLICÁVEL O ENSAIO DE:</p><p>A) Cisalhamento direto</p><p>B) Palheta</p><p>C) Cone</p><p>D) Triaxial</p><p>E) Cisalhamento simples</p><p>2. PARA VIABILIZAR A CONSTRUÇÃO DE UM ATERRO EM UM DEPÓSITO DE ARGILA, O ENGENHEIRO</p><p>DETERMINOU QUE FOSSEM REALIZADOS ENSAIOS TRIAXIAIS EM AMOSTRAS INDEFORMADAS</p><p>PARA OBTENÇÃO DOS PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA. SABENDO QUE A VELOCIDADE DE</p><p>CONSTRUÇÃO DO ATERRO É SUPERIOR À QUE O SOLO CONSEGUE DISSIPAR DE PORO-PRESSÃO,</p><p>O MAIS RECOMENDADO É QUE ESSE ENGENHEIRO SOLICITE ENSAIOS:</p><p>A) Adensados drenados com medida de poro-pressão.</p><p>B) Adensados drenados sem medida de poro-pressão.</p><p>C) Adensados não drenados com medida de poro-pressão.</p><p>D) Adensados não drenados sem medida de poro-pressão.</p><p>E) Não adensados drenados com medida de poro-pressão.</p><p>3. A TABELA A SEGUIR ILUSTRA OS RESULTADOS OBTIDOS DE UM ENSAIO DE CISALHAMENTO</p><p>DIRETO REALIZADO EM UMA AREIA MEDIANAMENTE COMPACTA. SE ESSE SOLO NÃO POSSUI</p><p>INTERCEPTO COESIVO, SEU ÂNGULO DE ATRITO INTERNO PODE SER ESTIMADO EM:</p><p>Σ (KPA) ΤMÁX (KPA)</p><p>50 25</p><p>100 50</p><p>ELABORADA POR MIRELLA DALVI DOS SANTOS</p><p> ATENÇÃO! PARA VISUALIZAÇÃO COMPLETA DA TABELA UTILIZE A ROLAGEM HORIZONTAL</p><p>A) 35°</p><p>B) 14°</p><p>C) 45°</p><p>D) 50°</p><p>E) 27°</p><p>4. EM UM ENSAIO TRIAXIAL, A RUPTURA OCORREU PARA A TENSÃO AXIAL DE 250KPA E A TENSÃO</p><p>CONFINANTE DE 100KPA, MANTIDA CONSTANTE DURANTE TODO O ENSAIO. A TENSÃO</p><p>DESVIADORA NA RUPTURA FOI, EM KPA, DE:</p><p>A) 350</p><p>B) 250</p><p>C) 100</p><p>D) 150</p><p>E) 200</p><p>5. EM UM ENSAIO TRIAXIAL, A TENSÃO DESVIADORA OBTIDA NA RUPTURA FOI DE 180KPA.</p><p>SABENDO QUE DA ENVOLTÓRIA OBTIDA DESSE ENSAIO OS PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA SÃO</p><p>DE 5KPA E 29°, E QUE A PORO-PRESSÃO NO MOMENTO DA RUPTURA FOI MEDIDA EM 20KPA, A</p><p>RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DESSE SOLO DEVE SER, EM KPA:</p><p>A) 89</p><p>B) 94</p><p>C) 100</p><p>D) 105</p><p>E) 190</p><p>6. UM SOLO ARGILOSO FOI ENSAIADO NO APARELHO TRIAXIAL COM MONITORAMENTO DA PORO-</p><p>PRESSÃO PARA A CONDIÇÃO ADENSADA NÃO DRENADA. O TÉCNICO RESPONSÁVEL TRAÇOU OS</p><p>CAMINHOS DE TENSÕES E OBTEVE UMA RELAÇÃO ENTRE P’ E Q’ DE 25°. O ÂNGULO DE ATRITO</p><p>EFETIVO E A VARIAÇÃO DE VOLUME DA AMOSTRA SÃO, RESPECTIVAMENTE:</p><p>A) 28° e zero.</p><p>B) 28° e maior que zero.</p><p>C) 25° e zero.</p><p>D) 25° e maior que zero.</p><p>E) 23° e zero.</p><p>GABARITO</p><p>1. A resistência ao cisalhamento dos solos pode ser obtida por diferentes métodos, sejam eles em campo ou em</p><p>laboratório. Quando se deseja conhecer a resistência de uma areia, não é aplicável o ensaio de:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>O ensaio de palheta é recomendado para o reconhecimento da resistência ao cisalhamento não drenada de solos moles (argilas),</p><p>não sendo aplicável para areias.</p><p>2. Para viabilizar a construção de um aterro em um depósito de argila, o engenheiro determinou que fossem realizados</p><p>ensaios triaxiais em amostras indeformadas para obtenção dos parâmetros de resistência. Sabendo que a velocidade de</p><p>construção do aterro é superior à que o solo consegue dissipar de poro-pressão, o mais recomendado é que esse</p><p>engenheiro solicite ensaios:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Como a velocidade de construção do aterro supera a capacidade da argila de dissipar a poro-pressão, o carregamento é não</p><p>drenado. Logo, o mais recomendado é que sejam realizados ensaios triaxiais não drenados.</p><p>Para se reconstituir o estado de tensões que a amostra tinha em campo, o mais recomendado é a realização de ensaios com</p><p>adensamento. E, para se conhecer os parâmetros de resistência em termos efetivos, deve-se medir a poro-pressão durante o</p><p>ensaio.</p><p>3. A tabela a seguir ilustra os resultados obtidos de um ensaio de cisalhamento direto realizado em uma areia</p><p>medianamente compacta. Se esse solo não possui intercepto coesivo, seu ângulo de atrito interno pode ser estimado em:</p><p>σ (kPa) τmáx (kPa)</p><p>50 25</p><p>100 50</p><p>Elaborada por Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal</p><p>A alternativa "E " está correta.</p><p>A envoltória de resistência para um solo sem intercepto coesivo é dada por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>4. Em um ensaio triaxial, a ruptura ocorreu para a tensão axial de 250kPa e a tensão confinante de 100kPa, mantida</p><p>constante durante todo o ensaio. A tensão desviadora na ruptura foi, em kPa, de:</p><p>A alternativa "D " está correta.</p><p>A tensão desviadora é dada pela diferença entre a tensão axial (vertical) e a confinante (radial). Logo:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>5. Em um ensaio triaxial, a tensão desviadora obtida na ruptura foi de 180kPa. Sabendo que da envoltória obtida desse</p><p>ensaio os parâmetros de resistência são de 5kPa e 29°, e que a poro-pressão no momento da ruptura foi medida em 20kPa,</p><p>a resistência ao cisalhamento desse solo deve ser, em kPa:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>INTERPRETAÇÃO DE ENSAIOS TRIAXIAIS</p><p>τf = σ'</p><p>f tan  φ' → tan  φ' = = = 0,5 →  φ' = 27°τf</p><p>σ'</p><p>f</p><p>25</p><p>50</p><p>σd = σ1 − σ3 = 250 − 100 = 150 kPa</p><p>6. Um solo argiloso foi ensaiado no aparelho triaxial com monitoramento da poro-pressão para a condição adensada não</p><p>drenada. O técnico responsável traçou os caminhos de tensões e obteve uma relação entre p’ e q’ de 25°. O ângulo de atrito</p><p>efetivo e a variação de volume da amostra são, respectivamente:</p><p>A alternativa "A " está correta.</p><p>A relação para os parâmetros de resistência em termos de p’ x q’ e tensão normal e cisalhante é:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Ensaios não drenados são aqueles que não permitem a variação volumétrica da amostra durante o cisalhamento. Portanto, a</p><p>variação de volume foi zero durante o ensaio realizado.</p><p>GABARITO</p><p>TEORIA NA PRÁTICA</p><p>O conhecimento da resistência ao cisalhamento dos solos é importante em qualquer análise que exige que o solo suporte dado</p><p>carregamento. Em estudos de escorregamentos de encostas, a relação dada entre a resistência ao cisalhamento e a tensão</p><p>cisalhante solicitante é chamada de fator de segurança. Quando esse fator está próximo de 1,0, dizemos que o solo está na</p><p>iminência da ruptura. A seguir, resultados de ensaios de cisalhamento direto realizados em um solo de uma encosta, que após fortes</p><p>chuvas mobilizou uma tensão normal efetiva de 320kPa e cisalhante de 160kPa.</p><p>σ (kPa) τmáx (kPa)</p><p>150 75</p><p>300 150</p><p>600 300</p><p>Elaborada por Mirella Dalvi dos Santos.</p><p> Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal</p><p>Responda:</p><p>a) Qual a envoltória de resistência desse solo?</p><p>b) Há ruptura e deslizamento de terra?</p><p>c) Qual a máxima tensão cisalhante a ser mobilizada para garantir um fator de segurança de 1,5?</p><p>RESOLUÇÃO</p><p>sen  φ = tan  β → φ = arcsen   tan  25° = 28°</p><p>RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS APLICADA</p><p>VERIFICANDO O APRENDIZADO</p><p>1. UMA AREIA FOI ENSAIADA NO APARELHO DE CISALHAMENTO DIRETO, APLICANDO-SE A CARGA</p><p>CISALHANTE MUITO RAPIDAMENTE. SE A RELAÇÃO ENTRE A TENSÃO NORMAL E A CISALHANTE</p><p>FOI DE 0,7, O ÂNGULO DE ATRITO DESSA AREIA E A RESISTÊNCIA SÃO, RESPECTIVAMENTE:</p><p>A) 45° e drenada.</p><p>B) 45° e não drenada.</p><p>C) 35° e drenada.</p><p>D) 35° e não drenada.</p><p>E) 30° e drenada.</p><p>2. UM ENSAIO TRIAXIAL FOI REALIZADO EM UMA ARGILA NA QUAL FOI APLICADA UMA CARGA</p><p>CONFINANTE DE 100KPA. SE NA ETAPA DE CISALHAMENTO ESSE VALOR FOI MANTIDO E NA</p><p>RUPTURA FOI MEDIDA UMA TENSÃO AXIAL DE 300KPA E UMA PORO-PRESSÃO DE 50KPA, A</p><p>TENSÃO DESVIADORA E A TENSÃO EFETIVA VERTICAL VALEM, RESPECTIVAMENTE, EM KPA:</p><p>A) 150 e 300.</p><p>B) 150 e 200.</p><p>C) 200 e 250.</p><p>D) 300 e 150.</p><p>E) 300 e 150.</p><p>GABARITO</p><p>1. Uma areia foi ensaiada no aparelho de cisalhamento direto, aplicando-se a carga cisalhante muito rapidamente. Se a</p><p>relação entre a tensão normal e a cisalhante foi de 0,7, o ângulo de atrito dessa areia e a resistência são, respectivamente:</p><p>A alternativa "D " está correta.</p><p>A resistência desse solo pode ser obtida por:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Como o carregamento foi aplicado muito</p><p>rapidamente, essa deve ser a resistência não drenada da areia, pois não foi dado o tempo</p><p>para que a poro-pressão se dissipasse.</p><p>2. Um ensaio triaxial foi realizado em uma argila na qual foi aplicada uma carga confinante de 100kPa. Se na etapa de</p><p>cisalhamento esse valor foi mantido e na ruptura foi medida uma tensão axial de 300kPa e uma poro-pressão de 50kPa, a</p><p>tensão desviadora e a tensão efetiva vertical valem, respectivamente, em kPa:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>A tensão desviadora é dada pela diferença entre a tensão axial (vertical) e a confinante (radial). Logo:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>Para obter a tensão efetiva vertical, do Princípio das Tensões Efetivas de Terzaghi:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>MÓDULO 3</p><p> Identificar o comportamento típico das areias ideais na ruptura</p><p>CISALHAMENTO DE AREIAS</p><p>τf = σ'</p><p>f tan  φ' → tan  φ' = = 0,7 →  φ' = 35° τf</p><p>σ'</p><p>f</p><p>σd = σ1 − σ3 = 300 − 100 = 200 kPa</p><p>σ' = σ − u = 300 − 50 = 250 kPa</p><p>A especialista Mirella Dalvi dos Santos fala sobre cisalhamento de areias</p><p>DEFORMAÇÃO EM AREIAS</p><p>As areias sofrem deformação por três mecanismos entre os grãos: distorção, quebra, e movimento relativo (escorregamento e</p><p>rolamento). Para que haja deformação, um ou mais desses mecanismos precisam ser acionados, dependendo do arranjo entre</p><p>partículas. Como a quebra dos grãos é incomum, pois as areias são constituídas principalmente por quartzo (mineral resistente ao</p><p>intemperismo), resta que a deformação em um solo arenoso ocorra em razão do movimento relativo entre as partículas. Essas</p><p>deformações sofridas em solos são irreversíveis, visto que com o descarregamento uma areia não reconstitui sua configuração</p><p>inicial.</p><p>EXPANSÃO E COMPRESSÃO</p><p>Considere uma areia limpa ideal que não apresenta cimentação (ou seja, não possui coesão verdadeira) e cujo teor de finos é</p><p>inferior a 12%. Seu comportamento na ruptura dependerá do seu estado inicial, mais especificamente do seu índice de vazios inicial,</p><p>e da tensão confinante.</p><p>Uma areia de compacidade fofa, que apresenta alto índice de vazios, quando solicitada, irá reorganizar os grãos, de modo a</p><p>apresentar redução de volume e compressão até a ruptura. Como há variação volumétrica, esse comportamento só é possível em</p><p>ensaios drenados. Logo, a ruptura é dada com o crescimento da tensão desviadora até apresentar deformação infinita (ruptura), e a</p><p>deformação específica típica na ruptura é de cerca de 6 a 8%.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Areia fofa sob cisalhamento drenado.</p><p>Nota-se na imagem que, com o aumento da tensão desviadora, as curvas são deslocadas proporcionalmente, mas o formato e o</p><p>comportamento é o mesmo. Dessa maneira, admite-se que as tensões sejam proporcionais à tensão confinante de ensaio, e os</p><p>Círculos de Mohr correspondentes às máximas tensões desviadoras dão luz a uma envoltória reta, passando pela origem.</p><p>Considerando que a areia esteja compacta, com menor índice de vazios, quando o carregamento é imposto ao solo, um grão já está</p><p>muito próximo do outro. Dessa maneira, ele não tem espaço suficiente para se reorganizar e apresentar uma diminuição de volume</p><p>como na areia fofa. Com os grãos próximos, a única opção para que haja deformação é um grão se sobrepor a outro.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Imbricamento em areias compactas.</p><p>Para que isso ocorra, é necessária uma energia extra para vencer o imbricamento entre os grãos, e o resultado é uma expansão</p><p>do volume do solo. Esse fenômeno é chamado de dilatância, que aparece no gráfico tensão x deformação como um pico na tensão</p><p>desviadora:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Areia compacta sob cisalhamento drenado.</p><p>Nota-se que o efeito da dilatância não só forma um pico na tensão desviadora, mas também aumenta muito rapidamente a tensão</p><p>com a deformação no início do ensaio. Em gráficos deformação volumétrica x deformação axial, nota-se que o corpo de prova</p><p>inicialmente comprime, seguido por uma expansão antes da ruptura.</p><p>ÍNDICE DE VAZIOS CRÍTICO</p><p>Parece existir um estado de compacidade intermediário no qual a areia não apresenta variação de volume quando cisalhada. Esse</p><p>estado está relacionado ao índice de vazios crítico, no qual diz-se que a ruptura ocorre a volume constante.</p><p>Realizando o ensaio para areias em diferentes compacidades, por meio de interpolações pode-se obter a curva do índice de</p><p>vazios crítico. Note que o índice de vazios crítico não é propriedade do material, visto que depende da tensão confinante (σ3):</p><p>quanto maior essa tensão, menor o índice de vazios crítico.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Índice de vazios crítico em areias.</p><p>A areia, esteja ela em compacidade fofa ou compacta, procurará o índice de vazios crítico na ruptura. Assim, como uma areia fofa</p><p>apresenta índice de vazios superior ao crítico, ela deverá comprimir para romper, enquanto uma areia compacta, que apresenta</p><p>índice de vazios inferior ao crítico, deverá expandir para atingir a curva de volume constante na ruptura.</p><p>Seja uma areia em condição fofa, representada pelo ponto A na imagem anterior. Para encontrar o índice de vazios crítico, ela</p><p>deverá fazer o caminho A-A1 indicado na imagem, reduzindo o seu índice de vazios (sofrendo compressão). Considerando agora</p><p>uma areia compacta, identificada pelo ponto B na imagem: para que a areia encontre o índice de vazios crítico na ruptura, ela deverá</p><p>fazer o caminho indicado por B-B1, que indica que haverá um aumento no índice de vazios – é a dilatância!</p><p> ATENÇÃO</p><p>Note que para um mesmo índice de vazios inicial, a depender da tensão confinante do solo, a areia poderá apresentar expansão,</p><p>volume constante ou compressão na ruptura, representados por C1, C2 e C3, respectivamente. Tal observação reforça que o índice</p><p>de vazios crítico não é propriedade do material.</p><p>A compressão em areias fofas ocorre pela saída de água nos poros do solo. Logo, se a ruptura é atingida para condição não</p><p>drenada, o índice de vazios não varia e a compressão é impedida. Para que a areia atinja o índice de vazios crítico, a poro-pressão</p><p>deverá ser aumentada. Em consequência, há diminuição da tensão efetiva e, como essa é diretamente proporcional à resistência ao</p><p>cisalhamento, a resistência é menor. O caminho a ser seguido por essa areia seria o A-A2, indicado na figura anterior.</p><p> SAIBA MAIS</p><p>Existe um caso particular no qual o aumento da poro-pressão é tal que se iguala à tensão total, de modo que a tensão efetiva seja</p><p>nula. Esse caso é chamado de liquefação − a areia se comporta como um líquido que, por não ter resistência ao cisalhamento,</p><p>escoa rapidamente, e a ruptura é catastrófica.</p><p>Por outro lado, a expansão é dada pela entrada de água nos poros do solo. Caso uma areia compacta sofra um carregamento não</p><p>drenado, a variação volumétrica é impedida e a água nos vazios ficará sob uma pressão negativa (sucção). Tem-se uma tensão</p><p>efetiva maior, assim como a resistência ao cisalhamento. O caminho a ser seguido por essa areia seria o B-B2, indicado na figura</p><p>anterior. Ressalta-se que a sucção na água é limitada a -1 atm, pois acima disso ocorre cavitação formação de pequenas bolhas de</p><p>vapor-d’água nos vazios do solo.</p><p>RESISTÊNCIA DE PICO E PÓS-PICO</p><p>Definimos que a ruptura ocorre quando atingimos um estado de tensões limite no qual um material começa a se deformar</p><p>infinitamente. Em areias que apresentem dilatância, observa-se um pico de tensão desviadora que antecede a deformação infinita,</p><p>chamada condição pós-pico.</p><p>NESSES SOLOS, A RUPTURA OCORRE PARA O PICO, EM QUE A TENSÃO</p><p>DESVIADORA É MÁXIMA, OU PARA A DEFORMAÇÃO INFINITA, NA CONDIÇÃO PÓS-</p><p>PICO?</p><p>Não há resposta correta para essa pergunta, e a interpretação de ensaios triaxiais é realizada para essas duas condições. Deve-se</p><p>ter em mente que a dilatância é uma consequência do estado de compacidade do material, e não uma resistência extra que o</p><p>material apresenta intrinsicamente. Logo, o mais adequado seria associar a resistência</p><p>à situação pós-pico, mas não é uma regra.</p><p>Para se descontar o efeito da dilatância, a resistência associada ao pós-pico pode ser associada àquela que ocorre a volume</p><p>constante, enquanto o pico é associado à energia necessária para vencer o imbricamento dos grãos. De observações experimentais</p><p>nota-se que a condição de pós-pico se aproxima da ruptura sofrida por uma areia fofa. Logo, o ângulo de atrito de uma areia fofa</p><p>deve ser similar ao da condição pós-pico de uma areia compacta:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos.</p><p> Tensão cisalhante para expansão e volume constante.</p><p>É muito comum se referir ao estado pós-pico de uma areia à sua condição residual. À rigor, a resistência residual ocorre em solos</p><p>que sofrem grandes deslocamentos e deformações, em que a orientação das partículas faz com que a resistência ao cisalhamento</p><p>seja menor. Em areias limpas pode-se dizer que a resistência residual é próxima à resistência pós-pico. No entanto, em areias que</p><p>possuem em sua composição minerais micáceos, que possuem planos de clivagem e criam planos que favorecem o cisalhamento, a</p><p>resistência residual pode não ser a mesma da pós-pico.</p><p>FATORES QUE INFLUENCIAM A RESISTÊNCIA DAS AREIAS</p><p>Além do estado de compacidade de uma amostra de areia antes de seu cisalhamento e da tensão confinante aplicada, a resistência</p><p>das areias é influenciada por:</p><p>DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA</p><p>Areias bem graduadas possuem melhor entrosamento entre os grãos, de modo a apresentar menor compacidade e maior ângulo de</p><p>atrito quando comparadas com areias uniformes.</p><p>ANGULOSIDADE DOS GRÃOS</p><p>Quanto mais angulosos, mais facilmente os grãos conseguem se entrosar, de modo a atingir menores índices de vazios e maiores</p><p>ângulos de atrito:</p><p>Imagem: Pinto (2006, p. 283)</p><p> Grãos arredondados e angulares.</p><p>PRESENÇA DE MICA</p><p>A mica é um mineral muito comum de ser encontrado em solos arenosos. Sua estrutura é composta por vários planos de clivagem,</p><p>que fazem com que se criem planos de ruptura preferenciais para o solo, diminuindo seu ângulo de atrito e a resistência ao</p><p>cisalhamento. Além disso, a presença de mica está associada a solos com altos índices de vazios.</p><p>CARREGAMENTOS CÍCLICOS</p><p>Podem afetar no ângulo de atrito encontrado para areias fofas, uma vez que o processo de carregamento repetido faz com que a</p><p>amostra se compacte e aumente a resistência. Em areias compactas, o efeito é contrário, pois a amostra pode expandir e a</p><p>resistência, decrescer.</p><p>QUEBRA DOS GRÃOS</p><p>A quebra dos grãos altera a distribuição granulométrica dos solos, podendo alterar a distribuição granulométrica e a compacidade da</p><p>areia. A areia é composta principalmente por quartzo, mineral resistente. Logo, a quebra de grãos de areia só deve ocorrer para altas</p><p>tensões confinantes.</p><p>AS MAIORES INFLUÊNCIAS PARA VARIAÇÃO NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO</p><p>DAS AREIAS É A COMPACIDADE, A DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA E O FORMATO</p><p>DOS GRÃOS.</p><p>De observações experimentais, o tamanho dos grãos não influencia na resistência das areias. No entanto, na natureza as areias</p><p>grossas tendem a ser mais compactas que as areias finas, o que pode indicar uma variação na resistência ao cisalhamento.</p><p>Areias secas e saturadas apresentam resistências similares, ainda que nas secas exista uma parcela de coesão aparente devido</p><p>ao efeito da capilaridade, que é a subida de água por tensão superficial nos meniscos do poro do solo.</p><p>VALORES TÍPICOS DE RESISTÊNCIA</p><p>A tabela a seguir apresenta valores típicos de ângulo de atrito para solos arenosos, em níveis de tensões de 100 a 200kPa:</p><p>Compacidade</p><p>Fofo a Compacto</p><p>Areias bem graduadas</p><p>de grãos angulares 37° a 47°</p><p>de grãos arredondados 30° a 40°</p><p>Areias mal graduadas</p><p>de grãos angulares 35° a 43°</p><p>de grãos arredondados 28° a 35°</p><p>Tabela 4</p><p>Elaborada por Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal</p><p>Os valores indicados na tabela anterior são úteis quando um projeto ainda está em estudo de viabilidade ou para que se tenha um</p><p>senso crítico da ordem de grandeza esperada para o parâmetro. Ressalta-se que os parâmetros de resistência dos solos devem,</p><p>sempre que possível, ser determinados por meio dos ensaios de resistência descritos no Módulo 2.</p><p>MÃO NA MASSA</p><p>1. ENTRE OS FATORES QUE AUMENTAM O ÂNGULO DE ATRITO DAS AREIAS, PODEMOS CITAR:</p><p>A) Grãos arredondados</p><p>B) Distribuição granulométrica uniforme</p><p>C) Maior teor de umidade</p><p>D) Grãos angulares</p><p>E) Presença de mica</p><p>2. O COMPORTAMENTO DE UMA AREIA DURANTE O CISALHAMENTO SER CONTRÁTIL OU</p><p>DILATANTE DEPENDE DO(A):</p><p>A) Índice de vazios final e tensão confinante.</p><p>B) Tensão axial e tensão confinante.</p><p>C) Índice de vazios inicial e tensão confinante.</p><p>D) Ângulo de atrito efetivo e tensão axial.</p><p>E) Envoltória de resistência e tensão axial.</p><p>3. UMA AREIA FOI ENSAIADA COM TENSÃO CONFINANTE DE 300KPA E APRESENTAVA UM ÍNDICE DE</p><p>VAZIOS DE 0,65 ANTES DO CISALHAMENTO. SE PARA ESSA TENSÃO O ÍNDICE DE VAZIOS CRÍTICO É</p><p>DE 0,50, ESSA AMOSTRA DEVERÁ APRESENTAR NA RUPTURA PROVOCADA POR UM</p><p>CARREGAMENTO DRENADO:</p><p>A) Compressão e índice de vazios final de 0,50.</p><p>B) Expansão e índice de vazios final de 0,50.</p><p>C) Compressão e índice de vazios final de 0,65.</p><p>D) Expansão e índice de vazios final de 0,50.</p><p>E) Ruptura a volume constante e índice de vazios final de 0,50.</p><p>4. UMA AREIA FOI ENSAIADA COM TENSÃO CONFINANTE DE 300KPA E APRESENTAVA UM ÍNDICE DE</p><p>VAZIOS DE 0,65 ANTES DO CISALHAMENTO. SE PARA ESSA TENSÃO, O ÍNDICE DE VAZIOS CRÍTICO</p><p>É DE 0,50, ESSA AMOSTRA DEVERÁ APRESENTAR NA RUPTURA PROVOCADA POR UM</p><p>CARREGAMENTO NÃO DRENADO:</p><p>A) Excesso de poro-pressão zero e índice de vazios final de 0,50.</p><p>B) Excesso de poro-pressão positivo e índice de vazios final de 0,50.</p><p>C) Excesso de poro-pressão positivo e índice de vazios final de 0,65.</p><p>D) Excesso de poro-pressão negativo e índice de vazios final de 0,65.</p><p>E) Excesso de poro-pressão negativo e índice de vazios final de 0,50.</p><p>5. SE UMA AREIA É ENSAIADA COM UM ÍNDICE DE VAZIOS INICIAL DE 0,30 E O ENGENHEIRO ESTIMA</p><p>QUE PARA A TENSÃO CONFINANTE APLICADA O ÍNDICE DE VAZIOS CRÍTICO É DE 0,45, PODE-SE</p><p>AFIRMAR QUE:</p><p>A) Até a ruptura, o índice de vazios diminui em 0,15 devido ao comportamento expansivo.</p><p>B) Até a ruptura, o índice de vazios diminui em 0,15 devido ao comportamento contrátil.</p><p>C) Até a ruptura, o índice de vazios aumenta em 0,15 devido ao comportamento expansivo.</p><p>D) Até a ruptura, o índice de vazios aumenta em 0,15 devido ao comportamento contrátil.</p><p>E) A ruptura ocorre com o índice de vazios igual ao inicial.</p><p>6. UMA AREIA MUITO COMPACTA FOI ENSAIADA NO APARELHO TRIAXIAL SOB CONDIÇÃO</p><p>DRENADA E SE OBSERVOU UMA TENSÃO CISALHANTE MÁXIMA DE 225KPA. ESSA MESMA AREIA</p><p>FOI MOLDADA COM MAIOR ÍNDICE DE VAZIOS (CONDIÇÃO FOFA), E APRESENTOU UMA TENSÃO</p><p>CISALHANTE MÁXIMA DE 175KPA. O FATO DE AS TENSÕES CISALHANTES MÁXIMAS SEREM</p><p>DIFERENTES NOS DOIS ENSAIOS PODE SER ATRIBUÍDO À:</p><p>A) Tensão para vencer o imbricamento dos grãos, de 225kPa.</p><p>B) Tensão para vencer o imbricamento dos grãos, de 50kPa.</p><p>C) Tensão para comprimir o corpo de prova, de 50kPa.</p><p>D) Tensão para cisalhar a amostra, de 50kPa.</p><p>E) Tensão para cisalhar a amostra, de 225kPa.</p><p>GABARITO</p><p>1. Entre os fatores que aumentam o ângulo de atrito das areias, podemos citar:</p><p>A alternativa "D " está correta.</p><p>O ângulo de atrito é maior para solos com menores índice de vazios. Das alternativas dadas, os grãos angulosos formam uma</p><p>estrutura em que os grãos estão mais bem entrosados, e o cisalhamento é dificultado.</p><p>2. O comportamento de uma areia durante o cisalhamento ser contrátil ou dilatante depende do(a):</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>O comportamento de uma areia ser contrátil ou dilatante durante o cisalhamento depende do índice de vazios inicial e da tensão</p><p>confinante em relação ao índice de vazios crítico para essa tensão.</p><p>3. Uma areia foi ensaiada com tensão confinante de 300kPa e apresentava um índice de vazios de 0,65 antes do</p><p>cisalhamento. Se para essa tensão o índice de vazios crítico é de 0,50, essa amostra deverá apresentar na ruptura</p><p>provocada</p><p>por um carregamento drenado:</p><p>A alternativa "A " está correta.</p><p>Como para a tensão confinante do ensaio o índice de vazios da amostra é 0,65, superior ao índice de vazios crítico de 0,50, o solo</p><p>encontra-se fofo e, na ruptura, deverá apresentar o índice de vazios de 0,50. Como haverá uma diminuição de volume, há</p><p>compressão.</p><p>4. Uma areia foi ensaiada com tensão confinante de 300kPa e apresentava um índice de vazios de 0,65 antes do</p><p>cisalhamento. Se para essa tensão, o índice de vazios crítico é de 0,50, essa amostra deverá apresentar na ruptura</p><p>provocada por um carregamento não drenado:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Como o carregamento é não drenado, o índice de vazios não pode variar durante o cisalhamento. Como para a tensão confinante do</p><p>ensaio o índice de vazios da amostra é superior ao índice de vazios crítico, a tendência que a amostra teria de comprimir caso a</p><p>drenagem fosse liberada será refletido em um aumento na poro-pressão.</p><p>5. Se uma areia é ensaiada com um índice de vazios inicial de 0,30 e o engenheiro estima que para a tensão confinante</p><p>aplicada o índice de vazios crítico é de 0,45, pode-se afirmar que:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Como o índice de vazios inicial da amostra é menor que o índice de vazios crítico para a tensão ensaiada, a areia apresentará um</p><p>comportamento expansivo, pois terá que aumentar o índice de vazios de 0,30 a 0,45, ou seja, em 0,15.</p><p>6. Uma areia muito compacta foi ensaiada no aparelho triaxial sob condição drenada e se observou uma tensão cisalhante</p><p>máxima de 225kPa. Essa mesma areia foi moldada com maior índice de vazios (condição fofa), e apresentou uma tensão</p><p>cisalhante máxima de 175kPa. O fato de as tensões cisalhantes máximas serem diferentes nos dois ensaios pode ser</p><p>atribuído à:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>RESISTÊNCIA DE PICO E PÓS-PICO</p><p>GABARITO</p><p>TEORIA NA PRÁTICA</p><p>As areias sob cisalhamento podem apresentar comportamento contrátil ou dilatante, a depender do índice de vazios inicial da</p><p>amostra em relação ao índice de vazios crítico para certa tensão confinante. Sabendo que em campo o solo possui um índice de</p><p>vazios de 0,40, tensão horizontal de 50kPa e que foi construído um aterro em etapas nesse solo, para a curva de índice de vazios</p><p>crítico a seguir, responda:</p><p>a) Se houver ruptura, essa areia apresentará comportamento contrátil ou dilatante?</p><p>b) Qual a variação do índice de vazios até a ruptura?</p><p>c) Qual a variação na poro-pressão até a ruptura?</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p>RESOLUÇÃO</p><p>COMPORTAMENTO CONTRÁTIL OU DILATANTE NA RUPTURA</p><p>VERIFICANDO O APRENDIZADO</p><p>1. O CISALHAMENTO DE UMA AREIA EM LABORATÓRIO DEMONSTROU QUE O ÍNDICE DE VAZIOS</p><p>INICIAL DA AMOSTRA ERA DE 0,50, E O CRÍTICO PARA A MESMA TENSÃO CONFINANTE ERA DE 0,30.</p><p>PODE-SE AFIRMAR QUE:</p><p>A) Esse solo sofreu variação de -0,20 no índice de vazios e o carregamento é não drenado.</p><p>B) Esse solo sofreu variação de +0,20 no índice de vazios e o carregamento é drenado.</p><p>C) Esse solo sofreu variação de -0,20 no índice de vazios e o carregamento é drenado.</p><p>D) Esse solo sofreu variação de +0,20 no índice de vazios e o carregamento é não drenado.</p><p>E) Esse solo não sofreu variação no índice de vazios.</p><p>2. UMA AREIA FOI ENSAIADA EM LABORATÓRIO SOB VÁRIAS CONDIÇÕES INICIAIS. SOB</p><p>COMPORTAMENTO FOFO, ELA APRESENTOU UMA TENSÃO CISALHANTE MÁXIMA DE 200KPA E,</p><p>SOB COMPORTAMENTO COMPACTO, ELA APRESENTOU UMA TENSÃO CISALHAMENTO MÁXIMA DE</p><p>120KPA. PODE-SE AFIRMAR QUE:</p><p>A) A resistência pós-pico da areia compacta é de 200kPa.</p><p>B) A resistência pós-pico da areia compacta é de 120kPa.</p><p>C) A resistência pós-pico da areia compacta é de 80kPa.</p><p>D) A resistência de pico da areia fofa é de 200kPa.</p><p>E) A resistência de pico da areia fofa é de 80kPa.</p><p>GABARITO</p><p>1. O cisalhamento de uma areia em laboratório demonstrou que o índice de vazios inicial da amostra era de 0,50, e o crítico</p><p>para a mesma tensão confinante era de 0,30. Pode-se afirmar que:</p><p>A alternativa "C " está correta.</p><p>Até a ruptura, a areia procurará o índice de vazios crítico. Logo:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>O solo sofreu expansão de 0,20 no índice de vazios. Logo, o solo sofreu variação de -0,20 no índice de vazios, e o carregamento é</p><p>drenado.</p><p>2. Uma areia foi ensaiada em laboratório sob várias condições iniciais. Sob comportamento fofo, ela apresentou uma</p><p>tensão cisalhante máxima de 200kPa e, sob comportamento compacto, ela apresentou uma tensão cisalhamento máxima</p><p>de 120kPa. Pode-se afirmar que:</p><p>A alternativa "B " está correta.</p><p>A areia compacta sob cisalhamento apresenta dilatância e pico, pois é preciso vencer o imbricamento dos grãos. Após o pico, com a</p><p>continuidade da deformação, a areia apresenta tensão cisalhante similar à de uma areia fofa. Logo:</p><p>Areia compacta: tensão de pico de 200kPa e tensão pós-pico de 120kPa. A tensão para vencer o imbricamento dos grãos é de:</p><p> Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal</p><p>MÓDULO 4</p><p> Identificar o comportamento típico das argilas ideais e de solos não ideais na ruptura</p><p>Δe = ef − e0 = 0,50 − 0,30 = −0,20</p><p>τimbricamento = τcompacta − τfofa = 200 − 120 = 80 kPa</p><p>CISALHAMENTO DE ARGILAS</p><p>A especialista Mirella Dalvi dos Santos fala sobre cisalhamento de argilas</p><p>TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO</p><p>Enquanto nas areias vimos que o fator determinante no comportamento é o índice de vazios crítico associado à tensão confinante, a</p><p>razão de sobreadensamento das argilas define se o comportamento é contrátil ou dilatante. Assim:</p><p>ARGILAS NORMALMENTE ADENSADAS</p><p>(OCR = 1)</p><p>ARGILAS SOBREADENSADAS</p><p>(OCR > 4)</p><p>ARGILAS LEVEMENTE SOBREADENSADAS</p><p>(OCR 4)</p><p>O solo se comporta como uma areia compacta, apresentando expansão durante o cisalhamento. As deformações crescem muito</p><p>rapidamente com a tensão desviadora, e pouco antes da ruptura o solo apresenta um pico de tensão desviadora (dilatância). O pico</p><p>de tensão desviadora ocorre para menores deformações quanto maior a razão de sobreadensamento.</p><p>ARGILAS LEVEMENTE SOBREADENSADAS (OCR</p><p>se impede a drenagem de uma argila levemente sobreadensada sob cisalhamento, de modo</p><p>que a resistência não drenada seja da mesma magnitude da drenada.</p><p>Essas situações encontram-se ilustradas a seguir. Podemos concluir que existe semelhança entre o índice de vazios crítico e a</p><p>razão de sobreadensamento crítica também para os carregamentos não drenados.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos.</p><p> Argilas sob cisalhamento não drenado.</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos.</p><p> Caminhos de tensões das argilas.</p><p>Nota-se na imagem que, para as argilas sobreadensadas, a envoltória de resistência possui uma inclinação distinta da obtida para</p><p>as argilas normalmente adensadas. A tensão que separa os dois comportamentos é a tensão de pré-adensamento (σp), e quando</p><p>em uma campanha de ensaios são testadas argilas em diferentes condições, o ajuste da envoltória é uma reta que possui intercepto</p><p>coesivo.</p><p>RESISTÊNCIA NÃO DRENADA EM ENSAIOS UU</p><p>Quando uma amostra indeformada é retirada de um depósito, o seu estado de tensões é modificado devido ao desconfinamento, de</p><p>modo que as tensões totais são nulas. Como não há possibilidade de drenagem, a poro-pressão diminui na amostra, passando a ser</p><p>negativa. Admite-se que o efeito da amostragem é igual ao da redução de uma tensão isotrópica igual à média das três tensões</p><p>principais – tensão octaédrica (σ’oct).</p><p>Levando essa amostra ao laboratório, caso seja realizado um ensaio que tenha uma etapa de adensamento, qualquer aumento na</p><p>poro-pressão provocado pela tensão confinante implicará na sua dissipação. No caso do ensaio não adensado (UU), o aumento da</p><p>poro-pressão via tensão confinante não será dissipado e, qualquer que seja a tensão confinante aplicada, a tensão confinante</p><p>efetiva é a mesma. Pinto (2006) conclui que:</p><p>EM ENSAIOS DE COMPRESSÃO TRIAXIAL DO TIPO UU, COM AMOSTRAS</p><p>SATURADAS, A TENSÃO CONFINANTE EFETIVA, APÓS A APLICAÇÃO DA</p><p>PRESSÃO CONFINANTE, SERÁ SEMPRE A MESMA E IGUAL À PRESSÃO</p><p>CONFINANTE EFETIVA QUE EXISTIA NA AMOSTRA, QUE É IGUAL, EM</p><p>VALOR ABSOLUTO, À PRESSÃO NEUTRA NEGATIVA DA AMOSTRA, E QUE</p><p>É IGUAL, AINDA, À MÉDIO DAS TENSÕES PRINCIPAIS EFETIVAS QUE</p><p>EXISTIA NO TERRENO NA POSIÇÃO EM QUE A AMOSTRA FOI RETIRADA.</p><p>(PINTO, 2006, p.321)</p><p>Seja qual for a tensão confinante aplicada, a resistência ao cisalhamento também será a mesma. Assim, os Círculos de Mohr na</p><p>ruptura possuem o mesmo diâmetro, e a envoltória é dada por uma reta horizontal:</p><p>Imagem: Mirella Dalvi dos Santos</p><p> Envoltória de resistência de argilas submetidas ao ensaio UU.</p><p>A tensão cisalhante na ruptura é chamada resistência não drenada da argila, muitas vezes chamada erroneamente de coesão.</p><p>Como o material aparenta ter um comportamento independentemente da tensão confinante aplicada, alguns engenheiros se referem</p><p>às argilas como um solo coesivo. No entanto, devemos lembrar que esse fenômeno é uma particularidade desse tipo de ensaio, e</p><p>não é equivalente à coesão verdadeira dos solos, que aparece devido à cimentação entre as partículas.</p><p>FATORES QUE INFLUENCIAM A RESISTÊNCIA DAS ARGILAS</p><p>Diversos são os fatores que influenciam a resistência ao cisalhamento das argilas. Sobre a resistência não drenada, cita-se:</p><p>AMOSTRAGEM</p><p>O desconfinamento afeta a qualidade da amostra, modificando o estado de tensões. Assim, a resistência estimada em laboratório</p><p>será menor que a resistência que o solo possui em campo.</p><p>ANISOTROPIA</p><p>Argilas compactadas e residuais possuem resistências diferentes nas direções principais (anisotropia). Em uma superfície de</p><p>ruptura, vê-se que são possíveis três tipos de situações em relação à área carregada: compressão, cisalhamento simples e</p><p>extensão. As correspondentes resistências podem ser obtidas por ensaios específicos:</p><p>Imagem: Pinto (2006, p. 326)</p><p> Superfície de ruptura de campo e resistências.</p><p>TEMPO DE SOLICITAÇÃO</p><p>A velocidade com que um carregamento é aplicado a uma argila tem efeito não só por definir se um carregamento é drenado ou não</p><p>drenado. Como esse material possui uma água adesiva aos grãos de solo − que, por sua vez, apresentam viscosidade −, a</p><p>velocidade do carregamento influencia em uma resistência viscosa aplicada a essa água. Dessa maneira, quanto mais rápida é a</p><p>solicitação, maior é a resistência ao cisalhamento observada.</p><p>VALORES TÍPICOS DE RESISTÊNCIA</p><p>O ângulo de atrito efetivo das argilas depende do mineral argílico que compõe o solo. A tabela a seguir apresenta valores típicos de</p><p>argilas de distintas origens em função do seu Índice de Plasticidade (IP):</p><p>Índice de plasticidade (%) Ângulo de atrito efetivo</p><p>10 30 a 38°</p><p>20 26 a 34°</p><p>40 20 a 29°</p><p>60 18 a 25°</p><p>Tabela: Valores típicos de ângulos de atrito em argilas.</p><p>Adaptado de Pinto (2006, p. 300).</p><p> Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal</p><p>Os valores indicados na tabela são úteis quando um projeto ainda está em estudo de viabilidade ou para que se tenha um senso</p><p>crítico da ordem de grandeza esperada para o ângulo de atrito das argilas. Ressalta-se que os parâmetros de resistência dos solos</p><p>devem, sempre que possível, ser determinados por meio dos ensaios de resistência descritos no Módulo 2.</p><p>O intercepto coesivo depende da tensão de pré-adensamento do solo e do nível de tensões, sendo este tão maior quanto maior a</p><p>tensão de pré-adensamento. Segundo Pinto (2006), valores usuais de c’ são da ordem de 5 a 50kPa. É importante relembrar que</p><p>esse parâmetro não é uma coesão característica do solo no sentido de resistência, mas apenas uma consequência do ajuste linear</p><p>dos Círculos de Mohr.</p><p>RESISTÊNCIA DE SOLOS NÃO IDEAIS</p><p>A interpretação da resistência ao cisalhamento até aqui apresentada, tanto para areias quanto para argilas, foram tomadas para</p><p>solos ditos como ideais, sem cimentação. A essas interpretações diz-se que são modelos de comportamento da Mecânica dos</p><p>Solos Clássica. Mas em campo os solos ocorrem em misturas, com percentuais variáveis de areia, silte e argila, influenciados pelo</p><p>seu processo de deposição milenar e outros fatores.</p><p>Em solos estruturados e cimentados, devido a processos químicos, os grãos podem estar ligados uns aos outros por uma</p><p>substância cimentante, fazendo com que apresentem coesão verdadeira. Ao serem submetidos a um cisalhamento, primeiramente</p><p>essas ligações deverão ser superadas, para só depois apresentarem os comportamentos discutidos anteriormente. À tensão</p><p>correspondente ao processo de quebra da cimentação é dada o nome de tensão de cedência. Observa-se que:</p><p>Para tensões confinantes menores que a tensão de cedência, a tensão desviadora máxima ocorre para pequena deformação e se</p><p>estabiliza em nível mais baixo.</p><p>Quando a tensão confinante se encontra próxima da tensão de cedência, a curva tensão x deformação apresenta mudança de</p><p>comportamento quando a cimentação é destruída, e a resistência final ocorre com desviadora maior.</p><p>Para tensões confinantes maiores que a tensão de cedência, o comportamento é típico de solos não cimentados, pois a cimentação</p><p>é destruída ainda no confinamento.</p><p>Solos residuais são heterogêneos, especialmente os mais jovens e saprólitos que carregam as características da rocha mãe.</p><p>Dessa maneira, a obtenção da resistência ao cisalhamento desses solos nem sempre é acurada por meio de ensaios de laboratório,</p><p>visto que a amostra retirada pode não ser representativa para caracterizar o maciço. Pinto (2006) cita que outra característica</p><p>desses solos é a anisotropia, e que dificilmente é possível obter o coeficiente de empuxo no repouso para realizar ensaios de modo</p><p>que se reestabeleça o nível exato de tensões que a amostra tinha em campo.</p><p>Solos não saturados são trifásicos, formados por grãos, água e ar. Esse último sofre compressão quando se aplica um</p><p>carregamento, diminuindo o índice de vazios do solo e aumentando a tensão efetiva. Embora isso pareça ser uma vantagem, além</p><p>da poro-pressão, tem-se a pressão de ar − a diferença entre essas duas grandezas é chamada de pressão de sucção. O cálculo</p><p>para conhecimento da tensão efetiva, portanto, torna-se mais complexo,</p>